開關電源三大拓撲之 Boost 電源中PFC電路是如何演變而來的

上一集講了Buck拓撲基礎知識,相信都懂了吧,下面到電源三大拓撲中的Boost了,Boost在英文裡是提高的意思,從字面就可看出,Boost拓撲就是升壓,Boost電路的輸出一定是大於輸入的。說得無益,直接上圖,先來認識一下Boost拓撲結構。

開關電源三大拓撲之 Boost 電源中PFC電路是如何演變而來的

很容易看出,電感連接到輸入電壓位置,這是判斷Boost拓撲的簡單方法。下面是一個集成芯片組成的的一個升壓電路,很容易識別出這就是Boost 拓撲構成的。

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先熟悉一下Boost電路輸出電壓公式:CCM工作模式時,Vout = Vin/(1-D),D為佔空比

從公式就可看出輸出電壓一定比輸入電壓大。

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Boost的原理其實也不復雜,要分析原理還得是要看波形圖。

1)MOS管Q1導通,電感一端被接地,輸入電壓對電感充電。

2)電感兩端 = 輸入電壓

3)電感電流線性上升(電感電流不能突變)

4)MOS管關斷,電感電壓反向(懂Buck一定知道為何了)

5)電感通過二極管向負載供電

週而復始。

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在開關電源中, Boost 拓撲是很常見的,用得最多的地方可能就是PFC(功率因素矯正),下面就是個實際應用是的PFC電路

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從公式Vout = Vin/(1-D)可以看出隨著佔空比 D 的增大,輸出電壓也增大,那如果1-D --> 0,輸出電壓是否就可以無限大呢。答案是否定的,由於MOS管的非理想性、雜散電容的影響、及電感電容等各種損耗的關係,輸出電壓隨佔空比的上升到一定的值會下跌,最慘的情況會跌倒零。如圖所示。通常佔空比做到0.5左右基本差不多了。到0.75已經是極限了。

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